專利名稱:基于分布式信源編碼技術(shù)使用副信道增強(qiáng)預(yù)測視頻編解碼器的魯棒性的方法、設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及易錯(error-prone)網(wǎng)絡(luò)上的多媒體，特別涉及結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)上的多媒體使用的視頻編碼和解碼技術(shù)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的視頻壓縮技術(shù)，例如ITU-T H.263、H.263+、H.263++、ISO MPEG-4以及JVT H.264，已經(jīng)在壓縮視頻中變得越來越有效。在新興的基于帶寬有限信道(例如無線信道)的多媒體應(yīng)用中，以相對較低的比特率獲得良好視覺質(zhì)量的能力導(dǎo)致視頻應(yīng)用變得越來越普遍。但是，當(dāng)前視頻編解碼器所使用的壓縮技術(shù)的預(yù)測特性使得所壓縮的視頻比特流容易由于信道中的分組丟失而發(fā)生惡化。
信道差錯或者分組丟失可以導(dǎo)致視頻編碼器和解碼器之間的同步丟失。更具體地，在編碼器處的重構(gòu)視頻幀的本地解碼副本可能與在解碼器處的相應(yīng)重構(gòu)視頻幀不匹配。由于在接收機(jī)的解碼器和發(fā)射機(jī)的解碼器之間會存在漂移(drift)，視頻編碼器和解碼器之間的同步丟失有時也稱為“漂移”。漂移可以導(dǎo)致解碼視頻質(zhì)量的顯著損失。
由于漂移所導(dǎo)致的解碼質(zhì)量的下降是作為當(dāng)前視頻編解碼器基礎(chǔ)的基于預(yù)測的編碼的直接結(jié)果。也就是，為了對當(dāng)前的視頻幀進(jìn)行解碼，需要正確地重構(gòu)所有先前的視頻幀。這個問題在無線信道中更加顯著，無線信道中的分組丟失比有線網(wǎng)絡(luò)更加頻繁，而且易于以突發(fā)的形式出現(xiàn)。
已經(jīng)將重傳方案(例如自動重復(fù)請求(ARQ)或者前向糾錯(FEC)方案)用于抵制編碼器和解碼器之間的漂移問題，由此減輕了由于分組丟失而導(dǎo)致的質(zhì)量損失。但是，使用ARQ或者FEC方案(或者兩者的組合)可能不是有效的，這是由于視頻應(yīng)用的延遲限制可能排除了對這些方案的使用。而且，基于FEC的方案不能保證數(shù)據(jù)是否被接收到，漂移繼續(xù)存在直至接收到下一個幀內(nèi)(幀內(nèi)由視頻編碼器用于中斷預(yù)測循環(huán)并從而停止漂移)。
A.D.Wyner和J.Ziv在“The rate distortion function for sourcecoding with side information at the decoder”(IEEE Trans.Inf.Theory，vol.22，pp.1-10，1976年1月)中對Wyner-Ziv定理進(jìn)行了討論。這個定理解決了具有邊信息(side-information)的信源編碼的問題?？紤]兩個相關(guān)信源X和Y。編碼器需要在只有解碼器訪問信源Y時壓縮信源X。當(dāng)均方差是失真測量值且X＝Y(jié)+N(其中N具有高斯分布)時，無論編碼器是否訪問Y，編碼X的速率-失真性能都是相同的。
近來，基于Wyner-Ziv框架內(nèi)具有邊信息的信源編碼原理，提出了信源信道聯(lián)合編碼技術(shù)以解決漂移問題。例如，參見R.Puri和K.Ramchandran，“PRISMA New Robust Video Coding Architecture basedon Distributed Compression Principles”，Allerton Conference onCommunication，Control and Computing，2002；A.Sehgal，A.Jagmohan和N.Ahuja，“Wyner-Ziv Coding of VideoAn Error-ResilientCompression Framework”，IEEE Trans.on Multimedia，vol.6，pp.249-258，2004；A.Aaron，S.Rane，R.Zhang和B.Girod，“Wyner-ZivCoding of VideoApplications to compression and error resilience”，Proc.IEEE Data Compression Conf.，2003；以及A.Aaron，S.Rane，D.Rebollo-Monedero和B.Girod，“Systematic Lossy Forward ErrorProtection for Video Waveforms”，Proc.IEEE Int.Conf.Image Proc.，2003。
R.Puri和K.Ramchandran在“PRISMA New Robust Video CodingArchitecture based on Distributed Compression Principles”(AllertonConference on Communication，Control and Computing，2002)中以及A.Aaron，S.Rane，R.Zhang和B.Girod在“Wyner-Ziv Coding of VideoApplications to compression and error resilience”(Proc.IEEE DataCompression Conf.，2003)中描述的編解碼器是避開預(yù)測編碼框架的完全視頻編解碼器。
另一方面，A.Sehgal，A.Jagmohan和N.Ahuja在“Wyner-ZivCoding of VideoAn Error-Resilient Compression Framework”(IEEETrans.on Multimedia，vol.6，pp.249-258，2004)中以及A.Aaron，S.Rane，D.Rebollo-Monedero和B.Girod在“Systematic Lossy ForwardError Protection for Video Waveforms”(Proc.IEEE Int.Conf.ImageProc.，2003)中描述的編解碼器保留了預(yù)測編碼框架，但是發(fā)送一些附加信息以減輕漂移的影響。
盡管取得了這些進(jìn)步，但是本領(lǐng)域仍需要如下技術(shù)，其不僅能夠通過協(xié)助減輕分組丟失對于在無線信道上傳輸?shù)膲嚎s視頻比特流的影響，來實(shí)現(xiàn)在該無線信道上的強(qiáng)壯的視頻傳遞，而且還滿足下列要求·能夠與現(xiàn)有的壓縮技術(shù)協(xié)同工作·具有低處理延遲·快速消除/降低視頻編碼器和解碼器之間的漂移
·當(dāng)與視頻編解碼器所使用的技術(shù)相比時，需要低比特率
發(fā)明內(nèi)容
本文公開的實(shí)施例通過在出現(xiàn)信道差錯或者分組丟失時提供改進(jìn)視頻編碼性能的分布式信源編碼技術(shù)，滿足了以上所述的要求。
使用下列術(shù)語·主流(main stream)使用預(yù)測編解碼器壓縮的視頻數(shù)據(jù)·主信道在其上傳輸主流的邏輯信道·WyZER流使用分布式編碼原理構(gòu)造的Wyner Ziv抗錯(errorresilience)流·輔助信道(secondary channel)在其上傳輸WyZER流的邏輯信道·主信道編碼器用于對主流進(jìn)行編碼的編碼器·主信道解碼器用于對主流進(jìn)行解碼的解碼器·WyZER編碼器用于對WyZER流進(jìn)行編碼的編碼器·WyZER解碼器用于對WyZER流進(jìn)行解碼的解碼器·邊信息已解碼的主流數(shù)據(jù)，其由WyZER解碼器用于在接收機(jī)處對幀進(jìn)行重構(gòu)·DSC分布式信源編碼在存在信道差錯的情況下，對編碼器處的視頻幀和解碼器處的重構(gòu)視頻幀之間的相關(guān)性進(jìn)行估計。在一個實(shí)施例中，在離散余弦變換(DCT)域中計算相關(guān)性。相關(guān)性可以用于尋找陪集(coset)，如在2003年3月24日遞交的、名稱為“Method，Apparatus and System forEncoding and Decoding Side Information for Multimedia Transmission”的U.S.專利申請No.10/396,982中所述。
本發(fā)明的實(shí)施例可以通過將WyZER流作為抗錯流，協(xié)助減輕傳統(tǒng)視頻編解碼器中的漂移問題。實(shí)施例可以通過發(fā)送附加信息，協(xié)助降低或者消除漂移。例如，在一個實(shí)施例中，可以使用輔助信道技術(shù)，其中，WyZER流可以用于停止漂移以及改善視頻質(zhì)量。預(yù)測序列和原始序列之間的相關(guān)性可以用于設(shè)計碼本(codebook)以及找到表示原始圖像所需的陪集。所述信息可在另一個信道或者輔助信道上發(fā)送。在另一個實(shí)施例中，所需的陪集數(shù)量可以在輔助信道上以頭部信息的形式傳送至WyZER解碼器。
在一個實(shí)施例中，使用DSC，可以以較低的速率在輔助信道上發(fā)送對視頻序列的另一個描述，所述輔助信道可以用于糾正在接收機(jī)處的重構(gòu)視頻幀中由信道丟失所引起的差錯?？梢越柚陬A(yù)測解碼器所重構(gòu)的視頻幀對在輔助信道上發(fā)送的比特流進(jìn)行解碼。從而，可以減輕差錯傳播的影響。
在一個實(shí)施例中，如果解碼器僅能夠?qū)χ髁鲾?shù)據(jù)進(jìn)行解碼，則其將丟棄在輔助信道上發(fā)射的附加信息。如果解碼器可以對這兩種流進(jìn)行解碼，則其將首先對主流數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，然后使用所述信息對WyZER流數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并且向用戶提供最終的重構(gòu)圖像。
圖1是無線通信系統(tǒng)的框圖。
圖2(a)是對于使用H.263+編碼器以及DSC技術(shù)進(jìn)行編碼的視頻序列，峰值信號噪聲比(PSNR)與幀數(shù)量的對比圖。
圖2(b)是對于使用H.263+編碼器、FEC以及DSC技術(shù)進(jìn)行編碼的視頻序列，PSNR與幀數(shù)量的對比圖。
圖2(c)是對于使用H.263+編碼器、FEC以及DSC技術(shù)進(jìn)行編碼的另一個視頻序列，PSNR與幀數(shù)量的對比圖。
圖2(d)是對于使用H.263+編碼器、FEC以及DSC技術(shù)進(jìn)行編碼的稱為“Stefan”的視頻序列，PSNR與差錯百分比的對比圖。
圖2(e)是對于使用H.263+編碼器、FEC以及DSC技術(shù)進(jìn)行編碼的稱為“Football”的視頻序列，PSNR與差錯百分比的對比圖。
圖2(f)是對于使用FEC以及DSC技術(shù)進(jìn)行編碼的“Football”視頻序列，PSNR與平均突發(fā)長度的對比圖。
圖3是示出可以實(shí)現(xiàn)DSC技術(shù)的無線通信系統(tǒng)一部分的框圖。
圖4是示出用于確定對于副信道(side-channel)編碼器的幀內(nèi)比特分配的實(shí)施例的流程圖。
圖5是示出用于確定副信道編碼器將使用的信源碼本的劃分(partition)的最大數(shù)量的實(shí)施例的流程圖。
圖6是WyZER編碼器的框圖。
圖7是WyZER解碼器的框圖。
具體實(shí)施方式當(dāng)前的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)使用預(yù)測框架來獲得對于視頻信號的良好壓縮性能。這種壓縮方案的實(shí)例包括MPEG-4、H.263+以及H.264。但是，當(dāng)在易錯信道上傳輸這種壓縮比特流時，視頻質(zhì)量會被嚴(yán)重破壞，例如圖2(a)-(c)中使用目標(biāo)PSNR度量所示。易錯信道的實(shí)例包括cdma2000、WCDMA、GSM以及其它新興的無線網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明中，使用預(yù)測編解碼進(jìn)行壓縮的視頻數(shù)據(jù)被稱為“主流”，在其上傳輸主流的邏輯信道被稱為“主信道”。
減輕信道差錯有害影響的實(shí)例包括對具有差錯的傳輸單元的重傳(RLP重傳、混合ARQ等等)、抗錯分組化(對傳輸單元中在語義上更加重要的比特提供更強(qiáng)的差錯保護(hù)的數(shù)據(jù)劃分、數(shù)據(jù)交織等等)、限制所丟失信源數(shù)據(jù)的程度的比特流語法(使用再同步標(biāo)記、可逆變長編碼RVLC等等)。
在本發(fā)明中，生成獨(dú)立的比特流，以與主流一起用于改進(jìn)抗錯性。使用基于分布式信源編碼原理的視頻數(shù)據(jù)WyZER-Ziv編碼來構(gòu)建這種流。我們將這種流稱為Wyzer Ziv抗錯流(WyZER流)。WyZER流在“輔助信道”上傳輸，輔助信道是與用于例如MPEG-4、H.263+以及H.264等視頻編解碼器的主信道不同的邏輯信道。預(yù)測視頻編碼器所重構(gòu)的視頻幀作為WyZER解碼器的邊信息，用于對WyZER流進(jìn)行解碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，提供了如下技術(shù)，其使用R.Zhang，S.L.Regunathan和K.Rose在“Optimal intra/inter mode switching forrobust video communication over the Internet”(Proc.33rd Ann.AsilomarConf.on Sig.Syst.Comp.，1999)中詳述的某些概念，在離散余弦變換(DCT)域中估計在差錯重構(gòu)的幀與幀本身之間的相關(guān)性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，WyZER編碼器工作在DCT域中，以利用DCT的能量集中特性?；诳捎糜诟毙诺赖乃俾室约跋嚓P(guān)性估計，從DC和低頻系數(shù)開始，對盡可能多的DCT系數(shù)進(jìn)行編碼。
如果客戶接收到主流以及WyZER流，但是僅能對主流進(jìn)行解碼(也就是，其僅具有預(yù)測解碼器，例如MPEG-4或H.263+或H.264解碼器)，則客戶將僅對主流進(jìn)行解碼，而忽略WyZER流。具有預(yù)測解碼器和WyZER解碼器的客戶可以對兩種比特流進(jìn)行解碼，因此，其可比僅具有預(yù)測解碼器的客戶接收質(zhì)量更好的解碼視頻。
雖然A.Sehgal，A.Jagmohan和N.Ahuja在“Wyner-ziv Coding ofVideoAn Error-Resilient Compression Framework”(IEEE Trans.onMultimedia，vol.6，pp.249-258，2004)中的算法以及A.Aaron，S.Rane，D.Rebollo-Monedero和B.Girod在“Systematic Lossy Forward ErrorProtection for Video Waveforms”(Proc.IEEE Int.Conf.Image Proc.，2003)中的算法也在輔助信道解碼器處將預(yù)測編碼器所重構(gòu)的差錯幀用作邊信息，但是在本發(fā)明與這些文獻(xiàn)中描述的技術(shù)之間存在很多重要差異。例如，在A.Sehgal，A.Jagmohan和N.Ahuja的“Wyner-zivCoding of VideoAn Error-Resilient Compression Framework”(IEEETrans.on Multimedia，vol.6，pp.249-258，2004)中，作者將某些幀標(biāo)記為“peg”幀。這些技術(shù)允許在一個peg幀到下一個peg幀之間出現(xiàn)差錯傳播。在每個peg幀上，從編碼器將一些附加信息發(fā)送至解碼器，以允許解碼器糾正peg幀中的差錯。
相反地，本發(fā)明的方案則盡可能早地停止或者降低漂移或者差錯。這樣，可以或多或少地保持穩(wěn)定的質(zhì)量，從視覺角度來說這是非常重要的。
另一方面，在A.Aaron，S.Rane，D.Rebollo-Monedero和B.Girod的“Systematic Lossy Forward Error Protection for Video Waveforms”(Proc.IEEE Int.Conf.Image Proc.，2003)中，與每個幀一起發(fā)送對視頻序列的獨(dú)立描述，但是其具有較粗的量化。對于這種較粗的描述可以使用Wyner-Ziv框架進(jìn)行編碼，并且可以借助在解碼器處作為邊信息的差錯幀對其進(jìn)行解碼。從而，上述文章中的方法并未試圖停止漂移，這是因?yàn)槠渥疃鄡H可以恢復(fù)所述較粗的描述。在上述文章中描述的技術(shù)工作在像素域中而并非在DCT域中，從而放棄了對空間相關(guān)性的使用。
對于具有邊信息的信源編碼，編碼器需要在失真限制內(nèi)對信源進(jìn)行編碼，解碼器需要能夠?qū)κ艿叫旁春瓦呅畔⒅g的相關(guān)噪聲N影響的編碼碼字進(jìn)行解碼。雖然Wyner和Ziv所證明的結(jié)論是非建設(shè)性的且在實(shí)質(zhì)上是漸進(jìn)的，然而已經(jīng)提出了多種解決這個問題的建設(shè)性方法，其中，將信源碼本劃分為與相關(guān)噪聲N匹配的信道編碼的陪集。劃分或者陪集的數(shù)量取決于N的統(tǒng)計特性。
圖1是示出根據(jù)一個實(shí)施例的在無線信道上的編碼視頻方案的系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng)包括預(yù)測編碼器10，其包括幀緩沖器，預(yù)測編碼器10通過無線主信道25將比特流傳送至預(yù)測解碼器20；以及輔助信道(WyZER)編碼器30，其通過無線輔助信道45將比特流傳送至輔助信道(WyZER)解碼器40。
在圖1中，預(yù)測解碼器20通過無線主信道25從預(yù)測編碼器10接收比特流，并且重構(gòu)信號
作為對輸入到編碼器10的視頻信號X的表示。預(yù)測解碼器20所重構(gòu)的比特流
可能受到比特流在無線信道上的傳輸中的差錯的影響。重構(gòu)信號
作為WyZER解碼器40的邊信息，WyZER解碼器40輸出
以作為最終的重構(gòu)。
在一個實(shí)施例中，輸入視頻信號X是正在由預(yù)測編碼器10進(jìn)行編碼的當(dāng)前視頻信號，預(yù)測編碼器10可壓縮輸入視頻信號，并且基于例如運(yùn)動估計(ME)以及位移幀差(DFD)變換等技術(shù)發(fā)送所壓縮的比特流。WyZER編碼器30向WyZER解碼器40發(fā)送使用了Wyner-Ziv框架的X的獨(dú)立描述。
接著，WyZER解碼器40對在輔助信道上發(fā)送的比特流進(jìn)行解碼，并且使用重構(gòu)的信號
輸出對視頻信號X的最終重構(gòu)
與重構(gòu)信號 相比，最終的重構(gòu)信號
通常將是對原始視頻信號X的更好重構(gòu)，這是因?yàn)椋缦滤?，WyZER解碼器40能夠?qū)υ诒忍亓鹘?jīng)由無線信道進(jìn)行傳輸期間出現(xiàn)的某些差錯進(jìn)行糾正?？蓪⒆罱K重構(gòu)信號
寫回到預(yù)測解碼器20的幀緩沖器中。
在該實(shí)施例中，為了設(shè)計WyZER編碼器30，假設(shè)分配給WyZER編碼器的速率是固定的，并且相關(guān)性結(jié)構(gòu)是X=X~+Z,]]>其中X表示原始輸入信號，
表示預(yù)測解碼器對原始信號X的重構(gòu)，以及Z表示相關(guān)噪聲向量。
此外，在該實(shí)施例中，因?yàn)椴僮靼l(fā)生在離散余弦變換(DCT)域中，所以假設(shè)相關(guān)噪聲向量Z的分量是獨(dú)立的。將這些分量建模為高斯分布，這是因?yàn)樵谒芯哂邢嗤讲畹姆植贾?，高斯具有最大的熵并從而提供對最壞情況的分析。對于X中的每個分量，WyZER編碼器30需要找到信源碼本的劃分?jǐn)?shù)量，即陪集數(shù)量，因此其需要知道Z中每個分量的方差。為了找到這些方差，可以按照如下所述使用相關(guān)估計技術(shù)。
例如，在一個實(shí)施例中，相關(guān)估計算法使用R.Zhang，S.L.Regunathan和K.Rose在“Optimal intra/inter mode switching for robustvideo communication over the Internet”(Proc.33rd Ann.Asilomar Conf.on Sig.Syst.Comp.，1999)中所提出算法的某些方案。但是，與上述公開內(nèi)容不同，本發(fā)明的該實(shí)施例實(shí)現(xiàn)在DCT域中。對于主信道和輔助信道，假設(shè)兩個信道上的分組消除(erasure)是獨(dú)立的，而且所述分組可被獨(dú)立地解碼。還假設(shè)丟失分組的概率等于丟失塊信息的概率。當(dāng)丟失塊時，預(yù)測解碼器使用幀存儲器中在前一幀中相同位置處的塊代替所丟失的塊。主信道和輔助信道上的分組丟失概率分別表示為p和q。
如在名稱為“Method，Apparatus and System for Encoding andDecoding Side Information for Multimedia Transmission”的共同未決U.S.專利申請No.10/396,982中所述，WyZER編碼器可以向WyZER解碼器傳送陪集索引。然后，WyZER解碼器對索引進(jìn)行解碼，以識別包括通常與邊信息相結(jié)合的碼字的陪集。在一個實(shí)施例中，可以使用S.S.Pradhan和K.Ramchandran在“Distributed source coding usingsyndromes(DISCUS)Design and construction”(Proc.IEEE DataCompression Conf.，1999)中詳細(xì)描述的概念。一般而言，信源碼本可以劃分為任意信道編碼的陪集。
在圖6中示出WyZER編碼器的詳細(xì)框圖。其包括三個模塊，失真統(tǒng)計計算器、陪集編碼器以及幀統(tǒng)計計算器。WyZER編碼器使用當(dāng)前的視頻幀數(shù)據(jù)以及在解碼器處對視頻幀的預(yù)期重構(gòu)，來計算相關(guān)噪聲的統(tǒng)計量。這些統(tǒng)計量由陪集編碼器用于生成WyZER比特流。在WyZER對幀進(jìn)行編碼之后，對統(tǒng)計量進(jìn)行更新，以使其可在下一幀中使用。
圖7示出WyZER解碼器的框圖。包括陪集比特和陪集索引信息的WyZER比特與邊信息(來自主解碼器)一起用于生成WyZER解碼輸出。
根據(jù)R.Zhang，S.L.Regunathan和K.Rose在“Optimal intra/intermode switching for robust video communication over the Internet”(Proc.33rd Ann.Asilomar Conf.on Sig.Syst.Comp，1999)中的符號，使gni，k作為在第n個幀的第k個塊中第i個DCT系數(shù)按照折線掃描順序的原始值。使
表示其編碼器重構(gòu)，即
是gni，k的量化表示。由預(yù)測解碼器將這個系數(shù)重構(gòu)為
重構(gòu)
是用于編碼器的隨機(jī)變量。
考慮不存在輔助信道的情況。存在兩種情況對塊進(jìn)行幀內(nèi)(I塊)或者幀間(預(yù)測或者P塊)編碼。I塊是自包含的，即，其包括呈現(xiàn)或者顯示一個完整數(shù)據(jù)塊所需要的所有信息。P塊不是自包含的，其通常包含相對于前一幀的差異信息，例如運(yùn)動向量以及差異結(jié)構(gòu)向量?？紤]p是由于信道差錯而丟失信息單元的概率。此外，假設(shè)對應(yīng)于丟失信息單元的區(qū)域由先前重構(gòu)的同一位置的視頻進(jìn)行填充。然后，如果對塊進(jìn)行幀內(nèi)編碼，則 方程(1)以及，如果對塊進(jìn)行幀間(預(yù)測)編碼，則 方程(2)其中，e^ni,k=g^ni,k-g^n-1i,j·gn-1i,j]]>是對gni，k的預(yù)測量(predictor)，即，對第n個幀中的第k個塊的最佳預(yù)測量是第(n-1)個幀中的第j個塊。當(dāng)一個塊丟失時，簡單地將其替換為在前一幀中相同位置處的塊。應(yīng)當(dāng)注意，盡管無差錯地接收對于特定塊的預(yù)測比特流，
也可能不等于
即，該塊可能由于先前存在的差錯而產(chǎn)生差錯。這種情況的預(yù)期失真是 方程(3)可以對塊中的所有DCT系數(shù)計算預(yù)期失真dni，k，并且WyZER編碼器應(yīng)當(dāng)對這種相關(guān)性進(jìn)行編碼。其目的是使差錯重構(gòu)的DCT系數(shù)精確至無差錯的量化表示，以停止漂移。但是，由于輔助信道的速率限制，可能無法對所有系數(shù)進(jìn)行編碼。此處，正確的方法是使用可用速率來使DCT系數(shù)的子集精確化，這將使預(yù)期失真最小化。但是，對于每個塊都進(jìn)行這種優(yōu)化是非常復(fù)雜的?；诿摍C(jī)測試，發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)時間里最佳策略是在精確化較高頻率系數(shù)之前精確化較低頻率系數(shù)。這也產(chǎn)生了來自于從視覺角度的直觀感覺。從而，對于聯(lián)機(jī)算法，僅傳輸可以在給定速率內(nèi)向輔助信道提供的m個最低頻率的DCT系數(shù)。對于所述m個DCT系數(shù)，當(dāng)主流和WyZER流通過時，WyZER解碼器將在解碼器處恢復(fù)其編碼器重構(gòu)。從而，對于所述m個DCT系數(shù)，解碼器處的重構(gòu)將是 方程(4)對于未由WyZER編碼器進(jìn)行編碼的剩余DCT系數(shù)，
由上述方程(2)給出。
為了使用方程(3)計算預(yù)期失真dni，k，需要計算
以及 (這是因?yàn)?br> 和gni，k在編碼器處是已知的)。方程(1)、(2)和(4)可以用于將
和
與
和
相關(guān)聯(lián)。從而，WyZER編碼器可以使用簡單的遞歸算法(與R.Zhang，S.L.Regunathan和K.Rose在“Optimal intra/inter mode switching for robustvideo communication over the Intemet”(Proc.33rd Ann.Asilomar Conf.on Sig.Syst.Comp.，1999)中所使用的算法相似)計算
和 從而使用方程(3)計算dni，k。應(yīng)當(dāng)注意，為了實(shí)現(xiàn)編碼的目的，預(yù)測編碼器將幀劃分為非重疊空間塊的網(wǎng)格。如果預(yù)測量塊(上述分析中第(n-1)個幀中的第j個塊)不與這個非重疊塊的網(wǎng)格一致，則WyZER編碼器在對第(n-1)個幀進(jìn)行編碼的同時不存儲
和 的值(由于j不是第(n-1)個幀中的有效塊)。在這種情況下，在計算中使用與作為有效塊的第(n-1)個幀中第j個塊具有最大重疊的塊。可選地，也可以使用第(n-1)個幀中與第j個塊相重疊的相應(yīng)塊的加權(quán)平均。
相關(guān)噪聲估計(dni，k)確定信源碼本的劃分?jǐn)?shù)量或者陪集數(shù)量。陪集數(shù)量這個信息可通過輔助信道以頭部信息的形式傳送至WyZER解碼器。為了限制頭部的大小，可以針對每個系數(shù)，限制可以采用的陪集數(shù)量的可能值。對可能值的限制可以基于廣泛的測試。
圖2(a)-(f)是指示上述WyZER編解碼器的有效性的多個性能比較的仿真結(jié)果圖。為了進(jìn)行仿真，將H.263+編碼器用作預(yù)測視頻編解碼器，對本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的標(biāo)準(zhǔn)視頻序列進(jìn)行編碼。分配給輔助信道的速率約是主信道速率的30％。
圖2(a)是對于使用上述H.263+編碼器202以及DSC技術(shù)204進(jìn)行編碼的視頻序列，峰值信號噪聲比(PSNR)與幀數(shù)量的對比圖。在圖2(a)中，丟棄標(biāo)準(zhǔn)“Flower Garden”視頻序列(352×240，15fps，1個幀內(nèi)后面跟著29個幀間)中的第三幀。為了使比較公平，使用相同的附加速率量對H.263+進(jìn)行補(bǔ)償。圖2(a)示出在使用DSC技術(shù)的情況下，由于糾正了漂移，在三十個幀序列的結(jié)尾處，PSNR在丟棄的幀之后平穩(wěn)增加到比H.263+高出約7-8dB。
還使用無線信道仿真器對上述的DSC技術(shù)進(jìn)行測試，所述無線信道仿真器向在遵循CDMA 20001x標(biāo)準(zhǔn)5的無線網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)亩嗝襟w數(shù)據(jù)流添加分組差錯。對于這些測試，對DSC技術(shù)進(jìn)行修改，以允許將輔助信道上的部分速率分配給前向糾錯編碼(FEC)，而將剩余部分分配給WyZER流。這種處理的原因是WyZER流不能從丟失中立即恢復(fù)(參考圖2(a))，這與使用FEC以及消除數(shù)量小于FEC糾錯能力的情況不同。從視覺和PSNR角度來說，這是非常重要的。但是，如上所述，由于不能保證差錯恢復(fù)性，因而并未將副信道上的整個速率都分配給FEC。對于通常具有顯著差錯突發(fā)的無線信道尤為如此。
圖2(b)是對于使用上述H.263+編碼器212、FEC 214以及DSC技術(shù)216進(jìn)行編碼的視頻序列，PSNR與幀數(shù)量的對比圖。在生成圖2(b)過程中所使用的標(biāo)準(zhǔn)視頻序列是“Stefan”視頻序列(352×240，15fps，1GOP)。在圖2(b)中，所比較的三個不同編碼技術(shù)如下1)H.263+以與分配給主信道和輔助信道的總速率相等的速率進(jìn)行編碼(曲線212)，2)對FEC分配全部輔助信道速率(我們使用Reed-Solomon編碼)(曲線214)，以及3)所提出的算法，通過將輔助信道的部分速率分配給FEC來進(jìn)行修改(再次使用RS編碼)(曲線216)。
對于FEC和DSC技術(shù)，即上述的(2)和(3)，延遲限制是1幀。進(jìn)行測試，以找到在(3)的情況下FEC和WyZER流之間的最佳速率劃分。在大多數(shù)情況下，最好是向FEC和WyZER流分配大致相等的速率，并且這也是獲得此處所示結(jié)果的設(shè)置。主流和WyZER流在同一(仿真)無線信道上進(jìn)行發(fā)送。
在圖2(b)中所示的Stefan序列的情況下，所提出的WyZER 216方法優(yōu)于其它方法，其所獲得的平均PSNR比僅有FEC的情況214高出2.9dB，并且比基線H.263+(曲線212)高出5.2dB。
圖2(c)是對于使用上述H.263+編碼器222、FEC 224以及WyZER技術(shù)226進(jìn)行編碼的另一個視頻序列，PSNR與幀數(shù)量的對比圖。在生成圖2(c)的過程中使用的標(biāo)準(zhǔn)視頻序列是“Football”視頻序列(352×240，15fps，1GOP)。圖2(c)示出對于分組丟失率為8.5％，用于Stefan和Football序列(352×240，15fps，1GOP)的三種編碼方案的典型性能。
在圖2(c)中，所提出的DSC技術(shù)226的PSNR在幀23和26處存在暫時的下降，但是其在這兩種情況中都得以快速恢復(fù)。在這個測試中，WyZER技術(shù)226的平均PSNR比僅有FEC的情況224高出3.1dB，比基線H.263+(曲線222)高出5.6dB。
圖2(d)是對于使用H.263+編碼器232、FEC 234以及DSC技術(shù)236進(jìn)行編碼的視頻序列“Stefan”，PSNR與差錯百分比的對比圖。圖2(e)是對于使用H.263+編碼器242、FEC 244以及DSC技術(shù)246進(jìn)行編碼的視頻序列“Football”，PSNR與差錯百分比的對比圖。如圖2(d)和2(e)中所示，對于三種編碼方法的典型性能，本發(fā)明的方法始終優(yōu)于另外兩種。雖然結(jié)果僅僅針對SIF(352×240)序列，但是對于具有其它空間大小的視頻序列(例如QCIF、CIF)也可以觀測到相似的情況。
還進(jìn)行了其它實(shí)驗(yàn)，以研究突發(fā)長度對性能的影響。圖2(f)是對于使用FEC 252以及DSC 254進(jìn)行編碼的“Football”視頻序列(176×144，15fps，30幀)，PSNR與平均突發(fā)長度的對比圖。如在圖2(f)中所示，當(dāng)平均突發(fā)長度大于0.6時，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)254優(yōu)于僅有FEC 252的情況，但是當(dāng)突發(fā)長度小于0.6時，其差于僅有FEC的情況。
從而，使用上述技術(shù)的仿真結(jié)果顯示出在合理延遲限制的情況下，其比傳統(tǒng)的差錯保護(hù)方案(例如前向糾錯編碼)表現(xiàn)出更大的性能上的提高。
所述DSC技術(shù)可適用于大量無線設(shè)備和無線標(biāo)準(zhǔn)?？梢詫?shí)現(xiàn)所述DSC技術(shù)的無線設(shè)備的實(shí)例包括蜂窩電話、具有無線通信功能的個人計算機(jī)、個人數(shù)字助理(PDA)以及其它無線設(shè)備。運(yùn)行所述DSC技術(shù)所基于的無線標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)例包括稱為全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)、增強(qiáng)數(shù)據(jù)GSM環(huán)境(EDGE)、TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、CDMA2000、寬帶CDMA(WCDMA)的標(biāo)準(zhǔn)以及其它標(biāo)準(zhǔn)。
圖3是示出可以實(shí)現(xiàn)DSC技術(shù)的無線通信系統(tǒng)一部分的框圖。如圖1所示，無線通信系統(tǒng)包括第一無線通信設(shè)備(WCD)302，其也稱為移動臺(MS)。無線通信系統(tǒng)包括第二無線設(shè)備304，其可以是無線基礎(chǔ)設(shè)施的一部分、另一個無線設(shè)備或者與無線基礎(chǔ)設(shè)施相連的陸上線路設(shè)備。
第一無線設(shè)備302包括WyZER編碼器306、WyZER解碼器308、發(fā)射機(jī)310和接收機(jī)312。第二無線設(shè)備304包括WyZER編碼器320、WyZER解碼器322、發(fā)射機(jī)324和接收機(jī)324。第二無線設(shè)備304可接收輸入信號X1，例如視頻信號。輸入信號X1與DSC編碼器320相連。在DSC編碼器320內(nèi)，包括有預(yù)測編碼器330和WyZER編碼器332。根據(jù)所述DSC技術(shù)對輸入信號進(jìn)行編碼，從預(yù)測編碼器320和WyZER編碼器332向發(fā)射機(jī)324輸出主流和WyZER流。
主流和WyZER流通過無線通信信道(可將多個邏輯信道用于發(fā)射兩個流)發(fā)射至第一無線設(shè)備302中的接收機(jī)312。主流從接收機(jī)312輸出至第一無線設(shè)備302中DSC解碼器308內(nèi)的預(yù)測解碼器334。WyZER流從接收機(jī)312輸出至WyZER解碼器336。預(yù)測解碼器334的輸出
也輸入到WyZER解碼器336。根據(jù)所述的DSC技術(shù)，預(yù)測解碼器和WyZER解碼器共同產(chǎn)生和輸出對輸入信號X1的重構(gòu)信號 以與上述相似的方式，第一無線設(shè)備可接收輸入信號X2，X2由包括在第一無線設(shè)備302中的DSC編碼器306內(nèi)的預(yù)測編碼器340和WyZER編碼器342進(jìn)行編碼。主流和WyZER流從DSC編碼器306輸出至發(fā)射機(jī)310。第二無線設(shè)備304中的接收機(jī)326接收比特流，并且向第二無線設(shè)備304中DSC解碼器322中的預(yù)測解碼器344輸出預(yù)測比特流且向WyZER解碼器346輸出WyZER流。預(yù)測解碼器344的輸出
也輸入到WyZER解碼器346。根據(jù)所述的DSC技術(shù)，預(yù)測解碼器和WyZER解碼器共同產(chǎn)生和輸出對輸入信號X2的重構(gòu)信號
在另一個實(shí)施例中，無線設(shè)備可能僅包括DSC編碼器或者僅包括DSC解碼器。例如，如果設(shè)備被配置為廣播或者發(fā)射編碼數(shù)據(jù)但是并不接收編碼數(shù)據(jù)，則其可能具有DSC編碼器以對廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，但可能不具有DSC解碼器，這是因?yàn)槠洳唤邮站幋a數(shù)據(jù)。相似地，配置為接收和解碼信號但是并不發(fā)射編碼信號的設(shè)備可能包括解碼器但不包括編碼器。這種類型系統(tǒng)的實(shí)例可以是廣播系統(tǒng)，例如視頻廣播系統(tǒng)，其中，廣播裝置向至少一個用戶(通常向很多用戶)廣播發(fā)射編碼數(shù)據(jù)，但是用戶并不向廣播裝置發(fā)回編碼數(shù)據(jù)。在這個實(shí)例中，廣播裝置無線設(shè)備將包括DSC編碼器以對廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，用戶無線設(shè)備將包括DSC解碼器以對所接收的編碼廣播進(jìn)行解碼。
圖4是示出用于確定對于WyZER編碼器的幀內(nèi)比特分配的實(shí)施例的流程圖。流程開始于方框402，其中，對劃分為多個數(shù)據(jù)塊的整個數(shù)據(jù)幀進(jìn)行檢查。流程繼續(xù)進(jìn)行到方框404，其中，確定應(yīng)當(dāng)保護(hù)哪個數(shù)據(jù)塊。例如，可以基于如果單個數(shù)據(jù)塊丟失或受到破壞則該特定數(shù)據(jù)塊的丟失將對在接收機(jī)處的數(shù)據(jù)幀重構(gòu)造成的有害影響，對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行“分級”。其丟失將會更有害于進(jìn)行重構(gòu)的塊具有較高的等級。
流程繼續(xù)進(jìn)行到方框406，其中，確定分配給WyZER編碼器的數(shù)據(jù)量。一般而言，希望分配給輔助信道最小的數(shù)據(jù)量，這是因?yàn)樗峙涞臄?shù)據(jù)量必須通過輔助信道進(jìn)行發(fā)射，因此會消耗附加的系統(tǒng)資源。從而，基于希望如何保護(hù)特定的數(shù)據(jù)塊，將更多的數(shù)據(jù)分配給輔助信道并在其上進(jìn)行傳輸。例如，如果一個數(shù)據(jù)塊的“等級”高，則這個塊與“等級”較低的塊相比，可將更多的數(shù)據(jù)分配給輔助信道并在其上進(jìn)行傳輸。
圖5是示出用于確定WyZER編碼器將使用的信源碼本的劃分的最大數(shù)量的實(shí)施例的流程圖。流程從方框502開始，其中，確定相關(guān)噪聲估計。例如，對于表示數(shù)據(jù)塊的預(yù)測比特流被成功地從預(yù)測編碼器傳送至預(yù)測解碼器的情況，可以確定變換系數(shù)的相關(guān)噪聲。即使該塊被成功地傳送，所解碼的塊也可能由于先前塊中的差錯而具有差錯。流程繼續(xù)進(jìn)行到方框504，其中，確定用于表示數(shù)據(jù)塊的信源碼本的劃分?jǐn)?shù)量。信源碼本的劃分?jǐn)?shù)量也稱為陪集。
在一個實(shí)施例中，可通過無線輔助信道通信在WyZER流的頭部中將陪集數(shù)量傳送至WyZER解碼器。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會了解到，可使用多種不同技術(shù)中的任何技術(shù)來表示信息和信號。例如，可在上述描述中引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可以用電壓、電流、電磁波、磁場或者粒子、光場或者粒子或者任何其它組合進(jìn)行表示。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會進(jìn)一步了解到，結(jié)合本文所公開實(shí)施例描述的各個示意性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計算機(jī)軟件或者兩者的組合。為了清晰地說明硬件和軟件的可互換性，在上面已經(jīng)在功能方面對多個示意性組件、方框、模塊、電路和步驟進(jìn)行了描述。所述功能實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用以及對整個系統(tǒng)的設(shè)計限制。對于每個特定的應(yīng)用，熟練的技術(shù)人員可以用多種方式實(shí)現(xiàn)所述功能，但是這些實(shí)現(xiàn)方式不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為脫離了本發(fā)明的范圍。
結(jié)合本文所公開實(shí)施例描述的多個示意性邏輯方框、模塊和電路可由通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或者設(shè)計用于執(zhí)行本文所述功能的任何組合。通用處理器可以是微處理器，或者可選地，處理器可以是任何傳統(tǒng)的處理器、控制器、微控制器或者狀態(tài)機(jī)。處理器也可以實(shí)現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如DSP和微處理器的組合、多個微處理器的組合、一個或多個微處理器與DSP核心的組合或者任何其它這種配置。
結(jié)合本文所公開實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可直接實(shí)現(xiàn)在硬件、由處理器運(yùn)行的軟件模塊或者這兩者的組合中。軟件模塊可位于RAM存儲器、閃存存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動硬盤、CD-ROM或者本領(lǐng)域中公知的任何其它形式的存儲介質(zhì)中。示例性存儲器介質(zhì)與處理器相連，使得處理器可以從存儲器介質(zhì)讀取信息以及向其中寫入信息?？蛇x地，存儲器介質(zhì)可以與處理器集成在一起。處理器和存儲器介質(zhì)可位于ASIC中。ASIC可位于用戶終端中?？蛇x地，處理器和存儲器介質(zhì)可作為離散組件而位于用戶終端中。
提供對所公開實(shí)施例的前述描述，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會了解到對這些實(shí)施例的各種修改，并且，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的前提下，本文定義的一般原理可應(yīng)用于其它實(shí)施例。從而，本發(fā)明并不旨在限制于本文所示的實(shí)施例，而應(yīng)給予與本文所公開的原理和新穎特性相一致的的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線通信設(shè)備，包括預(yù)測編碼器，配置為接收輸入信號，根據(jù)預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，以及輸出預(yù)測編碼比特流；輔助信道編碼器，配置為接收所述輸入信號，根據(jù)輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，以及輸出輔助信道編碼比特流。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無線通信設(shè)備，其中，所述預(yù)測編碼比特流在主通信信道上進(jìn)行發(fā)射。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無線通信設(shè)備，其中，所述輔助信道編碼比特流在輔助信道通信信道上進(jìn)行發(fā)射。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無線通信設(shè)備，其中，所述預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)是與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無線通信設(shè)備，其中，所述預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)是與H.26x標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無線通信設(shè)備，其中，所述輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)是與Wyner Ziv技術(shù)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無線通信設(shè)備，其中，所述輸入信號是視頻信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無線通信設(shè)備，其中，所述輸入信號包括幀內(nèi)編碼數(shù)據(jù)塊以及幀間編碼數(shù)據(jù)塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的無線通信設(shè)備，其中，Wyner Ziv技術(shù)應(yīng)用于所述幀間編碼數(shù)據(jù)塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無線通信設(shè)備，其中，所述輔助信道編碼器將使用預(yù)定數(shù)量的陪集對所述輸入信號進(jìn)行編碼。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的無線通信設(shè)備，其中，所述預(yù)定陪集的數(shù)量包括在所述輔助信道編碼比特流的頭部中。
12.一種無線通信設(shè)備，包括預(yù)測解碼器，配置為接收原始信號的比特流表示，根據(jù)預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述比特流進(jìn)行解碼，以及輸出重構(gòu)信號；輔助信道解碼器，配置為接收所述原始信號的比特流表示和所述重構(gòu)信號，根據(jù)輔助信道解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述比特流進(jìn)行解碼，以及對所解碼的輔助信道比特流和所述重構(gòu)信號進(jìn)行合并以生成和輸出對所述原始信號的最終重構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的無線通信設(shè)備，其中，由所述預(yù)測解碼器解碼的所述比特流在主通信信道上進(jìn)行接收。
14.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的無線通信設(shè)備，其中，由所述輔助信道解碼器解碼的所述比特流在輔助信道通信信道上進(jìn)行接收。
15.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的無線通信設(shè)備，其中，所述預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)是與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的無線通信設(shè)備，其中，所述預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)是與H.26x標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的無線通信設(shè)備，其中，所述輔助信道解碼標(biāo)準(zhǔn)是與Wyner Ziv技術(shù)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的無線通信設(shè)備，其中，所述原始信號是視頻信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的無線通信設(shè)備，其中，所述原始信號包括幀內(nèi)編碼數(shù)據(jù)塊以及幀間編碼數(shù)據(jù)塊。
20.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的無線通信設(shè)備，其中，Wyner-Ziv技術(shù)應(yīng)用于所述幀間編碼數(shù)據(jù)塊。
21.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的無線通信設(shè)備，其中，所述輔助信道解碼器將使用預(yù)定數(shù)量的陪集對所述輔助信道比特流進(jìn)行解碼。
22.根據(jù)權(quán)利要求
21所述的無線通信設(shè)備，其中，所述預(yù)定陪集的數(shù)量包括在所述輔助信道編碼比特流的頭部中。
23.一種無線通信設(shè)備，包括編碼器，包括預(yù)測編碼器，配置為接收輸入信號，根據(jù)預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，以及輸出預(yù)測編碼比特流；輔助信道編碼器，配置為接收所述輸入信號，根據(jù)輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，以及輸出輔助信道編碼比特流，解碼器，包括預(yù)測解碼器，配置為接收比特流，根據(jù)預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述比特流進(jìn)行解碼，以及輸出重構(gòu)信號；以及輔助信道解碼器，配置為接收比特流和所述重構(gòu)信號，根據(jù)輔助信道解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述比特流進(jìn)行解碼，以及對所解碼的比特流和所述重構(gòu)信號進(jìn)行合并以生成和輸出對原始信號的最終重構(gòu)。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的無線通信設(shè)備，其中，所述預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)是與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的無線通信設(shè)備，其中，所述預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)是與H.26x標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的無線通信設(shè)備，其中，所述輔助信道解碼標(biāo)準(zhǔn)是與Wyner Ziv技術(shù)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
27.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的無線通信設(shè)備，其中，所述輸入信號是視頻信號。
28.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的無線通信設(shè)備，其中，所述無線通信設(shè)備是手機(jī)。
29.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的無線通信設(shè)備，其中，所述無線設(shè)備是無線基礎(chǔ)設(shè)施的一部分。
30.一種無線通信系統(tǒng)，包括第一無線設(shè)備，包括預(yù)測編碼器，配置為接收輸入信號，根據(jù)預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，以及輸出對所述輸入信號的預(yù)測編碼比特流表示；輔助信道編碼器，配置為接收所述輸入信號，根據(jù)輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，以及輸出對所述輸入信號的輔助信道編碼比特流表示，第二無線設(shè)備，包括預(yù)測解碼器，配置為接收所述預(yù)測編碼器輸出的所述比特流，根據(jù)預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述比特流進(jìn)行解碼，以及輸出對所述輸入信號的重構(gòu)；以及輔助信道解碼器，配置為接收所述輔助信道編碼器輸出的所述比特流，根據(jù)輔助信道解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述比特流進(jìn)行解碼，以及對所解碼的輔助信道比特流和所述重構(gòu)信號進(jìn)行合并，以生成和輸出對所述輸入信號的最終重構(gòu)。
31.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)是與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
32.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)是與H.26x標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
33.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述輔助信道解碼標(biāo)準(zhǔn)是與Wyner Ziv技術(shù)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
34.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述第一無線通信設(shè)備是手機(jī)。
35.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述第一無線設(shè)備是無線通信基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的一部分。
36.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述第二無線通信設(shè)備是手機(jī)。
37.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述第二無線設(shè)備是無線通信基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的一部分。
38.一種對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，該方法包括接收輸入信號；根據(jù)預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，并且輸出預(yù)測編碼比特流；以及根據(jù)輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，并且輸出輔助信道編碼比特流。
39.根據(jù)權(quán)利要求
38所述的編碼方法，其中，所述預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)是與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
40.根據(jù)權(quán)利要求
38所述的編碼方法，其中，所述預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)是與H.26x標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
41.根據(jù)權(quán)利要求
38所述的編碼方法，其中，所述輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)是與Wyner Ziv技術(shù)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
42.根據(jù)權(quán)利要求
38所述的編碼方法，其中，所述輸入信號是視頻信號。
43.根據(jù)權(quán)利要求
38所述的編碼方法，其中，所述輸入信號包括幀內(nèi)編碼數(shù)據(jù)塊以及幀間編碼數(shù)據(jù)塊。
44.根據(jù)權(quán)利要求
43所述的編碼方法，其中，Wyner Ziv技術(shù)應(yīng)用于所述幀間編碼數(shù)據(jù)塊。
45.根據(jù)權(quán)利要求
38所述的編碼方法，其中，所述輔助信道編碼器將使用預(yù)定數(shù)量的陪集對所述輸入信號進(jìn)行編碼。
46.根據(jù)權(quán)利要求
45所述的編碼方法，其中，所述預(yù)定陪集的數(shù)量包括在所述輔助信道編碼比特流的頭部中。
47.一種對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方法，該方法包括接收對原始信號的預(yù)測編碼比特流表示；根據(jù)預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述預(yù)測編碼比特流進(jìn)行解碼，并且輸出重構(gòu)信號；接收對所述原始信號的輔助信道編碼比特流表示和所述重構(gòu)信號；以及根據(jù)輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述輔助信道編碼比特流進(jìn)行解碼，并且對所解碼的輔助信道比特流和所述重構(gòu)信號進(jìn)行合并以生成和輸出對所述原始信號的最終重構(gòu)。
48.根據(jù)權(quán)利要求
47所述的解碼方法，其中，所述預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)是與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
49.根據(jù)權(quán)利要求
47所述的解碼方法，其中，所述預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)是與H.26x標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
50.根據(jù)權(quán)利要求
47所述的解碼方法，其中，所述輔助信道解碼標(biāo)準(zhǔn)是與Wyner Ziv技術(shù)兼容的標(biāo)準(zhǔn)。
51.根據(jù)權(quán)利要求
47所述的解碼方法，其中，所述原始信號是視頻信號。
52.根據(jù)權(quán)利要求
47所述的解碼方法，其中，所述原始信號包括幀內(nèi)編碼數(shù)據(jù)塊以及幀間編碼數(shù)據(jù)塊。
53.根據(jù)權(quán)利要求
52所述的解碼方法，其中，Wyner Ziv技術(shù)應(yīng)用于所述幀間編碼數(shù)據(jù)塊。
54.根據(jù)權(quán)利要求
47所述的解碼方法，其中，所述輔助信道解碼器將使用預(yù)定數(shù)量的陪集對所述輔助信道比特流進(jìn)行解碼。
55.根據(jù)權(quán)利要求
54所述的解碼方法，其中，所述預(yù)定陪集的數(shù)量包括在所述輔助信道編碼比特流的頭部中。
56.一種用于確定對于輔助信道編碼器的幀內(nèi)比特分配的方法，該方法包括檢查整個數(shù)據(jù)幀；確定所述數(shù)據(jù)幀內(nèi)的哪些數(shù)據(jù)塊需要保護(hù)；以及基于所述需要保護(hù)的數(shù)據(jù)塊，確定在所述幀內(nèi)將分配給輔助信道并由輔助信道發(fā)射的數(shù)據(jù)量。
57.一種用于確定信源碼本的劃分的方法，該方法包括確定相關(guān)噪聲估計；以及基于所述相關(guān)噪聲估計的估計，確定信源碼本的劃分?jǐn)?shù)量。
58.一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，其實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，該方法包括接收輸入信號；根據(jù)預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，并且輸出預(yù)測編碼比特流；以及根據(jù)輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼，并且輸出輔助信道編碼比特流。
59.一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，其實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方法，該方法包括接收對原始信號的第一比特流表示；根據(jù)預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述第一比特流進(jìn)行解碼，并且輸出重構(gòu)信號；接收對所述原始信號的第二比特流表示和所述重構(gòu)信號；以及根據(jù)輔助信道解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述第二比特流進(jìn)行解碼，并且對所述輔助信道解碼比特流和所述重構(gòu)信號進(jìn)行合并以生成和輸出對所述原始信號的最終重構(gòu)。
60.根據(jù)權(quán)利要求
59所述的方法，其中，根據(jù)預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述第一比特流進(jìn)行編碼。
61.根據(jù)權(quán)利要求
59所述的方法，其中，根據(jù)輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述第二比特流進(jìn)行編碼。
62.一種無線通信設(shè)備，包括用于接收輸入信號的裝置；用于根據(jù)預(yù)測編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼并且輸出預(yù)測編碼比特流的裝置；以及用于根據(jù)輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述信號進(jìn)行編碼并且輸出輔助信道編碼比特流的裝置。
63.一種無線通信設(shè)備，包括用于接收對原始信號的第一比特流表示的裝置；用于根據(jù)預(yù)測解碼標(biāo)準(zhǔn)對所述比特流進(jìn)行解碼并且輸出重構(gòu)信號的裝置；用于接收對所述原始信號的第二比特流表示和所述重構(gòu)信號的裝置；以及用于根據(jù)輔助信道編碼標(biāo)準(zhǔn)對所述第二比特流進(jìn)行解碼，并且對所述輔助信道解碼比特流和所述重構(gòu)信號進(jìn)行合并以生成和輸出對所述原始信號的最終重構(gòu)的裝置。
專利摘要
一種用于提供分布式信源編碼技術(shù)的方法、設(shè)備和系統(tǒng)，其在發(fā)生信道差錯或者丟失時改善數(shù)據(jù)編碼性能，例如視頻數(shù)據(jù)編碼。通過發(fā)送附加信息來消除或者減少數(shù)據(jù)重構(gòu)中的差錯。預(yù)測序列和原始序列之間的相關(guān)性可以用于設(shè)計碼本，以及用于找到表示原始圖像所需的陪集。所述信息可在另一個信道或者輔助信道上進(jìn)行發(fā)送。
文檔編號H03M13/00GK1993996SQ200580026008
公開日2007年7月4日 申請日期2005年5月31日
發(fā)明者哈利納特·加魯達(dá)德里, 納韋恩·B·斯里尼瓦桑莫特, 赫金·鐘, 卡納安·拉馬錢德蘭, 阿比希克·馬宗達(dá) 申請人:高通股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan